X射线荧光光谱法测定铝土矿和粘土中的主次量组分(1).doc

X射线荧光光谱法测定铝土矿和粘土中的主次量组分 论文导读目前铝土矿中常见组分的定量分析通常采用传统的化学分析方法。射线荧光光谱XRF分析法具有多元素同时测定。射线荧光光谱，科技论文，X射线荧光光谱法测定铝土矿和粘土中的主次量组分。 关键词铝土矿，熔融玻璃片，X射线荧光光谱 铝土矿是一种土状矿物，化学成分为Al2O3nH2O，所含大部分为一水或三水铝石矿物，少部分为高岭石、蛋白石、赤铁矿等其他矿物。铝土矿常含Si、Fe等杂质。铝土矿及粘土的主要分析项目为Al2O3及SiO2， Fe2O3、TiO2、CaO、MgO等组份也需要测定。 目前铝土矿中常见组分的定量分析通常采用传统的化学分析方法，分析方法复杂，操作程序繁琐，耗时费力，分析误差较大。X射线荧光光谱XRF分析法具有多元素同时测定，分析范围广，精密度高，简单快速，对环境无污染等优点。本方法采用熔剂熔融处理样品，消除了样品的粒度效应、矿物效应等不均匀性的影响。 1、实验方法 1.1仪器测量条件和主要试剂 日本理学公司生产的波长色散全自动X射线荧光光谱仪（ZSXPrimusⅡ型）。端窗铑钯X射线管，最大功率4Kw、30m超薄窗、最大工作电压60Kv、最大工作电流160mA。 高温熔样炉；Pt-Au专用坩埚。 Li2B4O7，Li2CO3，200g/L的NH4Br水溶液备用。所用试剂均为分析纯。科技论文，X射线荧光光谱。。分析元素测量条件见表1 表1 分析元素测量条件 分析元素 分析线 2θ角（） 分光晶体-探测器 测量时间（s） PHA Al2O3 Kα 144.68 PET-PC 20 80-400 SiO2 Kα 108.90 PET-PC 20 60-450 Fe2O3 Kα 57.56 LiF200-SC 20 80-400 TiO2 Kα 49.78 Ge-PC 20 90-450 CaO Kα 61.90 Ge-PC 30 100-400 MgO Kα 45.14 RX25-PC 40 70-400 1.2样品制备方法 试样的制备 准确称取7.0000g Li2B4O7 、1.0000gLi2CO3和0.8000g试样于50mL烧杯中搅拌均匀，倒入铂金坩埚中，滴加20NH4Br 3滴，放入1100℃的熔融炉内，熔融16分钟（前后静至时间2分钟，摆动12分钟），取出平放坩埚，冷却4-5分钟后倒出。制成表面光洁、透明的玻璃样片，贴上标鉴待测。 1.3标准样品的选择和制备 结合铝土矿含量的特点，选用GBW07177、GBW07178 、GBW07179、GBW07180，粘土GBW03101a、GBW03103等样品，作为标准样品。制样方法同1.2节，各组分含量见表2 表2 标准样品中分析组分的含量范围 组分 WB/10-2 组分 WB/10-2 Al2O3 13.28-71.06 TiO2 0.66-3.28 SiO2 7.80-66.64 CaO 0.12-3.23 Fe2O3 0.41-9.04 MgO 0.14-1.84 1.4基体效应的校正 熔融制样法可以有效地消除粉末样品所固有的粒度效应和矿物效应，并能部分抵消基体元素的吸收增强效应，但基体效应依然是分析误差的一个主要来源，须采用数学校正方法来校正基体干扰。科技论文，X射线荧光光谱。。本法利用COLA校正模式校正基体效应。 2结果与讨论 2.1影响熔融制样的因素 通常情况下，影响熔融制样的因素有熔剂种类、熔融温度、试样与熔剂的比例。 2.1.1熔剂体系的选择 XRF法的制样通常有压片和熔融两种方法，压片法速度快操作简单，但由于矿物效应、粒度效应等物理影响存在，分析精度较差，熔融法能消除基体的粒度效应，适当稀释还可降低或消除基体的吸收增强效应，因此本方法选取熔融法制备样品。 为使试样和熔剂在高温熔融时能较好地形成非晶态共熔体玻璃样片，通常选用的熔剂有Li2B4O7体系、Li2B4O7LiBO2体系、Li2B4O7 Li2CO3体系、H3BO3 Li2CO3熔剂体系、Li2B4O7LiBO2LiF体系、Li2B4O7Li3BO3LiF体系等。本文通过实验选择Li2B4O7 Li2CO3熔剂体系熔样，该熔剂具有非常强的熔解性和良好的流动性，能制备高质量的玻璃片。科技论文，X射线荧光光谱。。 2.1.2温度的选择 考虑到熔融温度对制样效果的影响，分别做了不同温度下的制样条件的试验，通过实验发现，温度低，试样中的成分不能全部熔解；温度过高，则会加剧其中某些成分挥发，导致测量结果偏低，同时还会造成能源的浪费。大量实验结果表明1100℃15℃熔剂试样制备样片，效果较佳。 2.1.3试样与熔剂的稀释比例选择 熔融效果的好坏还取决于熔剂的用量和熔剂之间比例的配比，实验发现试样与熔剂稀释比例越大，熔剂越多，分解试样的能力越强，熔制的样片质量越好。 在试样的稀释比例与制样精度的实验研究中还发现，稀释比例越大，低含量组分和轻元素的检测灵敏度越差，而高含量组分的监测精度越好。采用XRF法进行一种矿物的主成分分析时，可以利用增加熔剂的比例来提高方法的精密度和准确度。本方法采用在不影响测量灵敏度的前提下，加大熔剂的稀释比例，消除了共存元素、样品的粒度、密度和成本不均匀性等基体效应。经多次试验比较，选择M试样（ ׃M Li2B4O7Li2CO31׃10。 2.2精密度和准确度 采用本方法对铝土矿国家一级标准物质GBW07178熔融制备10个样片，按表1的分析条件进行测量，将所得结果进行统计，由表3的数据可以看出，本方法有较好的精密度和准确度，能满足分析要求。 表3精密度试验结果 分析次数 No Al2O3 SiO2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO 1 54.85 14.93 8.98 2.42 2.12 0.24 2 54.48 14.88 9.14 2.39 2.17 0.27 3 54.79 15.40 8.92 2.49 2.31 0.25 4 55.16 14.96 9.18 2.40 2.09 0.25 5 54.90 14.98 9.04 2.47 2.18 0.28 6 54.88 14.89 8.95 2.50 2.30 0.26 7 54.52 15.29 8.98 2.43 2.16 0.25 8 55.08 15.15 9.15 2.38 2.32 0.27 9 54.76 15.10 9.02 2.41 2.20 0.25 10 55.12 15.08 8.94 2.39 2.19 0.27 平均值 54.85 15.07 9.03 2.43 2.20 0.26 标准值 54.94 15.24 9.04 2.46 2.22 0.26 标准偏差S 0.23 0.17 0.095 0.044 0.080 0.013 相对标准偏差RSD 0.42 1.16 1.05 1.80 3.64 4.97 3结语 本文采用熔融制样，使用XRF法测定了铝土矿及粘土中的主次成分，通过实验和分析结果的比较证明该方法简便、快速，且精密度和准确度都能达到日常检测的要求，而且减少了化学试剂对环境的污染，有着化学分析方法无可比拟的特点。